انواع دستگاه اکسترودر

نسبت تراکم Compression ratio:

نسبت تراکم در دستگاه اکسترودر به طور کلی از مقدار ۱/۵ تا ۴/۵ برای مواد ترموپلاستیک متغیر است. نسبت تراکم بالاتر سبب افزایش حرارت وارد شده به رزین، افزایش یکنواختی مذاب و افزایش انرژی مصرفی می شود.

نسبت L/D در اکسترودر پلاستیک:

L/D  یا نسبت طول پیچه به قطر خارجی پیچه، یکی از مهم ترین نسبت ها در طراحی این دستگاه است. که می تواند معمولا تا مقدار ۳۴ نیز بالا رود. در اکسترودر های معمولی و رایج این نسبت معمولا ۲۴ است. در ادامه با مزایای اکسترودر ها با نسبت L/D بالا و پایین آشنا می شویم.

مزایای دستگاه اکسترودر بلند:

• -توانایی اختلاط بیشتر و بهتر
• -فشار پمپ به دای بالاتر
• -ظرفیت ذوب مناسب با حرارت پایین تر

مزایای اکسترودر های کوتاه تر:

• -مساحت زمین کمتر
• -قیمت پایین تر
• -گشتاور کمتر به دلیل داشتن موتور کوچک تر با اسب بخار کمتر
• -گرمای منتقل شده از برل به روش هدایت بیشتر است

انواع اکسترودر پلاستیک:

یک دسته بندی مهم اکسترودر ها از لحاظ تعداد ماردون یا مارپیچ (پیچه) آن ها است. که بر این اساس به دو نوع رایج تک مارپیچ و دو مارپیچ تقسیم می شوند. همانطور که از نام آن ها می توان دریافت، اکسترودر تک مارپیچ دارای یک پیچه و اکسترودر دو مارپیچ یا دو ماردون دارای دو پیچه می باشد.

اکسترودر دو مارپیچ:

در سال های اخیر استفاده از اکسترودرهای ۲ مارپیچ به علت تفاوت: در نرخ خروجی، بازدهی اختلاط، حرارت تولید شده و … در مقایسه با اکسترودرهای تک پیچه گسترش پیدا کرده است. خروجی یک اکسترودر ۲پیچه می تواند حدود ۳ برابر یک اکسترودر تک مارپیچ با همان سرعت و قطر باشد.

اکسترودرهای دو پیچه ساده ترین نوع اکستروژن های چند مارپیچ هستند. این دو مارپیچ ممکن است در یک جهت قرار داده شوند که در این صورت همسوگرد نامیده می شوند. یا در جهت عکس هم قرارگیرند که به آنها ناهمسوگرد می گویند.

دستگاه اکسترودر همسوگرد و ناهمسوگرد:

در یک دستگاه ناهمسوگرد ۲ مارپیچ، نیروی برشی و فشاری اعمال شده به مواد مانند یک کلندر می باشد. یعنی مواد بین دو غلطک غیر هم جهت فشرده می شوند. همچنین مواد از یک پیچه منتقل می شود. این نوع از اکسترودر برای پلیمرهای حساس به دما مناسب می باشد چرا که این مواد به سرعت از اکسترودر خارج می شوند.

هردو نوع این اکسترودرها مزایا خاص خود را دارند که سبب شده استفاده از آن ها بسیار مرسوم شود. اکسترودر های ناهمسوگرد برای شکل دهی پلی وینیل کلراید سخت و اکسترودر های همسوگرد برای مقاصد کامپاندینگ مورد استفاده قرار می گیرند. دراکسترودرهای ناهمسوگرد کنترل زمان اقامت و دمای مواد یکسان و راحت است. اگرچه حبس شدن هوا، تولید فشار بالا، حداکثر سرعت پایین مارپیچ ها و خروجی محصول پایین از معایب آن به شمار می رود.

اما در اکسترودر های همسوگرد برای پلیمر هایی مانند پلی اتیلن که حساس به دما نیستند، تمیز شدن پیچه ها توسط یکدیگر، سرعت پیچه بالاترو خروجی محصول بیشتر مشاهده می شود.

موارد استفاده از اکسترودرهای دو مارپیچ

ماشین های ۲ مارپیچ برای فرآیند های به خصوص استفاده می شوند. این فرآیند در مورد پلی وینیل کلراید سخت صادق است. این مواد در مقابل حرارت پایداری پایینی دارند. به همین دلیل در فرمولاسیون آن ها از پایدار کننده های حرارتی پایه فلزی مانند قلع و… استفاده می شود. به دلیل گران بودن این مواد، استفاده از آن ها در مقادیر پایین به صرفه می باشد. یک راه حل مهم برای پایین نگه داشتن مقادیر پایدار کننده حرارتی، استفاده از آن و اکسترود کردن به صورت همزمان می باشد.

در یک اکسترودر تک پیچه، قیف پر می شود و پیچه بسته به مقداری که نیاز دارد مواد را به داخل می کشد. این فرایند در اکسترودر دو مارپیچ قابل انجام نیست چرا که اگر مقدار ورودی بیش از حد باشد، سبب تولید نیروی بیش از حد شود و این نیرو می تواند خطرناک باشد. بنابر این در اکسترودرهای دو پیچه تغذیه باید کنترل شده باشد. که ارتباطی با سرعت پیچه ها ندارد.

زمان اقامت متوسط مواد، ارتباط عکس با سرعت مارپیچ و سرعت خوراک دهی دارد. بنابراین با کاهش زمان اقامت، خروجی محصول بیشتر خواهد شد. مقدار خروجی محصول اغلب مستقل از شکل دای می باشد. همچنین در دستگاه های دو مارپیچ قابلیت مخلوط کردن، ذوب کردن و محصول دهی در زمان کوتاه تری را نسبت به اکسترودر های تک پیچه دارند.